上海有机所田佳研究员团队：人工光合组装体研究中取得重要进展

本研究背景是受天然光合系统高效光捕获与能量转换的启发，旨在开发高效的人工光合系统。研究目的是构建一种新型仿生人工光合组装体，以模拟天然紫细菌的光捕获复合物（LH2和LH1–RC）结构，并实现高效、稳定的光催化水分解制氢。研究团队设计了两亲性卟啉基细菌叶绿素类似物分子，通过自组装形成超分子阴离子型卟啉组装体（SAPA），并与镍基分子催化剂分级共组装，成功构建了球形色素体纳米胶束。该组装体在无蛋白条件下模拟了天然“天线-反应中心”超级复合物的环状阵列结构，并通过冷冻电镜获得了高分辨结构证据。在性能上，该系统在水相可见光驱动下表现出卓越的产氢活性和稳定性，催化转化数（TON）突破667,000，外量子效率达6.8%。机理研究表明，组装体实现了“快速转移、缓慢复合”的电荷分离态，有效提升了能量利用效率。结论表明，该工作不仅成功模拟了天然光合系统的核心结构与功能，还为设计高效人工光合产氢体系提供了新的超分子组装策略和机制解析思路。